近年來，很多企業在談工業4．0，可是工業4．0能給它們帶來哪些幫助？工業4．0對制造業意味著什么？對于這些問題很多人未能明白……工業4．0的理念是制造業只能通過智能化設備創造生產價值，它注重通過機器互聯、軟件及大數據分析技術，提升生產和制造的效率。工業4．0借助邊緣到云計算、分析、軟件可配置系統等方面的重大技術進步，有望極大地提高生產力、靈活性和安全性。

工業4．0的實現需要很多技術的融合，包括機器人、人工智能、物聯網、大數據和云計算等技術，整個過程涉及諸多不同企業、部門和領域，因此跨界融合必然成為推動工業4．0發展的必經之路。如何實現工業4．0？如今應該在哪些領域投資，如何面向未來做好準備，幫助您和您的客戶邁向工業4．0之路，全速前進等等這些問題，都是企業如今面臨棘手的難題。近日，在“第八屆年度中國電子ICT媒體論壇暨2019產業和技術展望研討會”上，ADI亞太區工業自動化行業市場部經理于常濤給大家分享了最新的加速邁向工業4．0的解決方案，幫助客戶實現更快、更智能、更安全的工業自動化。

ADI亞太區工業自動化行業市場部經理于常濤

工業4．0的新趨勢和典型困境

工業4．0的含義也就是人類的第四次工業革命，從機械化、水力發展到蒸汽動力和大規模生產，再到電力 計算機和自動化，到未來的物聯網和智能化生產，每一次工業革命都會給社會和生產帶來革命性變革。于常濤認為，工業4．0帶來的機遇是巨大的，無論如今處于哪個程度，市場機會仍有很多，包括生態系統和伙伴關系們，工業4．0涉及物聯網、大數據、機器學習、人工智能、增強現實、網絡安全、可穿戴設備、自動駕駛車輛以及更先進的機器人和協作機器人等，這給ADI帶來一些額外的機會。

工業4．0給相關企業帶來了發展機遇，但遇到的困難同樣不可忽視。于常濤表示，工業4．0帶來愈漸強大的分析能力以及生產效率、安全性極速提升的同時，工業4．0的典型困境也隨之而來，包括實現工業4．0的路徑和時間表不明確；許多正在發揮作用的業務基礎因素帶來不確定性；不能進行可能過時的投資；如果客戶沒有準備好，您也不能走得太快；但先行者會有極大的優勢……ADI不只是提供工業自動化相關的產品和解決方案，我們能為客戶做的更多。我們的客戶希望快速邁向工業4．0，但也需要確保其投資屬于可行的長期計劃。鑒于目前的創新速度，這可能非常難實現。ADI專注于一系列解決方案，利用這些解決方案客戶可以快速抓住機會讓現有老舊基礎設施走上工業4．0的快車道。ADI的每個解決方案都是這些戰略的關鍵構建模塊，包括確定性以太網、安全性和狀態監控。

ADI工業4．0解決方案包括：

一、設備級安全性和時間敏感網絡（TSN）交換功能

ADI現提供基于硬件的新型身份識別解決方案，可在工廠控制環路內實現網絡邊緣的安全性，并改善現場設備的安全狀況以滿足安全標準和要求。這些新功能與具有TSN特性（包括時間同步（802．1AS）搶占（802．1Qbu／br））的實時以太網多協議交換芯片集成，以通過OPC－UA控制工業應用。通過將安全功能與TSN特性相結合，ADI在工業網絡邊緣實現了最先進的現場設備通信解決方案，以易于使用的模式加快客戶產品上市和工業4．0的采用。

二、適用于狀態監控（CbM）的ADcmXL3021模塊

ADcmXL3021模塊是基于ADI屢獲殊榮的微機電系統（MEMS）傳感器技術的完整檢測系統，其通過監控機械疲勞和故障的早期指標來提高生產效率并減少設備維修，適用于各種工業設備和運輸車輛。這種三軸振動傳感模塊將MEMS傳感器與多種信號處理功能結合在一個緊湊的外形中，可簡化開發過程并節省CbM系統中智能傳感器節點的大量物料成本。

三、適用于工業應用的高精度雷達傳感器

Symeo GmbH現為ADI公司的一部分，最近推出了60GHz工業雷達傳感器系列LPR？－1DHP－200。這些下一代定位系統提供高度精確且強大的一維距離測量，精度達到毫米級，適用于先進自動化、運輸和生產過程。

ADI新型解決方案如何應對新挑戰？

傳統機器人的核心只是讓機器人動起來，其關鍵技術大多只涵蓋了運動控制、軟硬件基礎以及功能安全三個方面，面對更快速更精準更智能化的工業4．0未免捉襟見肘。對此，于常濤向大家展示了ADI的獨特之處，能夠將傳統大型機器人的所有關鍵技術與快速增長的Cobot領域結合起來，提供精確、同步的控制和通信解決方案，提高能源效率和機器人生產力。ADI亞太區工業自動化行業市場部經理于常濤表示，在機器人的各關節處應用傳感器技術，檢測當前的角度，比如在大負載情況下，手臂的抖動情況，同時機器人在工作過程當中，特別是需要跟工作人員緊密配合的時候一定不能傷到人。

ADI利用自身廣泛的運動控制系統級知識，再結合不同的傳感模式，最終通過云和邊緣節點的處理，能夠提供異常準確和低延遲的信息。使得機器人在配對時的安全運行，同時也能夠通過人工智能快速學習和適應。這其中傳感、ToF、電源、連接、信號處理及安全技術，另外還有24Ghz與77GHz雷達，幾乎涵蓋了ADI在工業領域的所有核心技術。

目前，很多傳統工業應用的現場，包括工業自動化或者過程控制系統，其物理層的實現擁有大量的IO的接口，包括了模擬和數字的輸入輸出。然而一旦客戶新增需求或者設備損壞的時候，生產數字或者系統發生變化，大量的IO接口就需要整體的搬移和變化，重新調整之后才能恢復生產，整個過程耗時耗力。對此，于常濤隆重介紹了ADI推出的軟件定義IO，這款產品大大降低對現場施工人員的要求，只用清楚地標明接口的數字型模擬型，正確地連接信號的正負，再結合現場的實施結構，即可通過軟件的方式把系統完整地運行起來。ADI新一代軟件可配置技術，打造靈活的系統來支持快速重新配置，把停機時間和資本投入處于最低水平，以及輕松地適應不斷變化的需求。使每一個IO實現軟件可配置，降低自己產品的復雜性，為客戶創造了許多直接的機會，同時也為實現IT／OT融合帶來的規模優勢奠定了基礎。

ADI打造面向未來的工業以太網

通向工業4．0的路上存在的許多關鍵挑戰和機遇都與網絡技術相關——泛在檢測、不斷增多的設備、云計算、機器間通信等，但是工業網絡標準眾多，型號復雜，新老設備和不同連接標準的設備之間實現聯網經常遇到困難，工業系統之間的兼容性并不好。對此，于常濤詳細介紹了ADI推出的工業以太網技術。“大家可以想象一下，一個單一的硬件平臺，通過調用或者編寫部分的軟件方式，你就可以直接實施不同的工業以太網協議。”

通過fido系列芯片支撐不同的協議棧（包括EtherCAT在內的各種主要工業以太網協議）、不同工業互聯網的標準 。同時fido系列的產品也會面對下一代工業互聯網的標準，慢慢地從多種標準向TSN（時間敏感網絡）里收窄，進一步提高帶寬，解決工業里十分急迫的延時問題和優先級問題。于常濤表示，ADI在下一步的產品開發計劃，會做出支持1G網絡的TSN的網絡的芯片，也包括fido的芯片，來幫助實現1GHz的TSN網絡。此外，在運動控制方面，以 ADI EtherCAT 從站 ASIC 芯片 fido5000 和高性能 ARM 處理 ADSP－CM40x 為平臺的新一代方案，為客戶的高性能運控系統，提供了實時工業以太網的解決方案。

工業4．0當前的實現形式是基于條件的監控。精確、實時的機器健康監測可以大大減少停機時間和維護成本。ADI的低延遲、基于條件的監測工具（CbM）將精確感知與嵌入式算法結合起來，以最少的額外處理手段進行實時監測，以極其可靠的實時數據和通信來防止生產中斷、提高安全性、提高吞吐量和降低成本。于常濤指出，利用MEMS技術，機器健康數據將被轉化為實時的、可操作的洞察用以防止中斷，提高安全性和降低成本。ADI的工業級MEMS 加速度計產品，性能出色、產品系列全、穩定可靠 。對比傳統的壓電陶瓷傳感器，在DC特性 、溫漂、成本 等方面都有著突出的差異化。最后，通過SmartMesh無線網絡將數據上傳到云端，客戶可以在各類終端設備上監控到電機的狀況，并進行綜合性的數據分析。

對于工業4．0的發展，于常濤提到了合作伙伴的重要性。他認為，優秀的合作伙伴不光是現有的產品可以非常匹配彼此現在的發展，同時技術路線也需要跟今后的發展一脈相承，對每一個領域有深入的研究，并保持強勁的研發投入。大家保持非常一致的步調，便可以大大加快產品的上市時間，縮短研發的投入。

ADI作為全球領先的高性能模擬技術公司，致力于解決最艱巨的工程設計挑戰。憑借杰出的檢測、測量、電源、連接和解譯技術，搭建連接現實世界和數字世界的智能化橋梁，幫助客戶重新認識周圍的世界，在工業領域更是如此。通過展示最新的ADI工業4．0解決方案，增強了客戶在制造升級上的信心，帶我們加速邁進工業4．0時代。